次同步谐振抑制方法综述

电力系统次同步谐振是由于串联电容补偿所引起的，是一种必须加以抑制的恶性事故。介绍了目前次同步谐振抑制方法，阐述了一些抑制次同步谐振方法的机理和性能。     

可控串联补偿抑制次同步谐振的机理

通过对实际多机电力系统的数字仿真研究，发现了可控串联补偿（TCSC）能抑制次同步谐振（SSR）的发生。进一步研究表明，TCSC在次同步频率下可能呈现感性，从而破坏了产生SSR的条件。     

灵活交流输电系统技术及其应用(一)

灵活交流输电系统技术是近年来出现的一项新技术。本文回顾了该技术产生的背 景；介绍了可控硅控制的串联补偿，可控硅控制的移相器以及统一潮流控制器的基本结构及 原理；分析了这项新技术在电力系统潮流控制，抑制系统低频振荡，次同步谐振以及提高电 力系统暂态稳定性等方面的作用。     

超高压输电系统可控串补(TCSC)动态模拟

以东北电网拟建的500 kV伊敏—冯屯交流输电系统所需可控串联补偿电容装置(TCSC)为研究 目标，建立了包括TCSC的整个系统的动态模拟装置。在此基础上，进行了TCSC整体动模装置 的基本运行方式、潮流控制以及暂态响应的试验，所得结果与理论分析一致。此外，单回线 运行时，在接近谐振点的某一补偿度上，观察到了次同步谐振(SSR)现象，并对此现象进行 了分析。     

紧凑型线路参数特性对次同步谐振问题的影响

紧凑型输电线路的电气参数与常规输电线路存在较大差异，因此分析其参数特性对次同步谐振（SSR）问题的影响，探讨应用串联补偿的紧凑型输电线路进行火电厂送出在SSR问题方面的利弊具有实际意义。以中国上都电厂二期送出的实际情况为背景，采用特征值分析法对问题进行分析，考虑了常规输电线路、紧凑型输电线路和高自然功率紧凑型输电线路参数条件下的SSR问题。研究结果表明:紧凑型输电线路可以比常规输电线路提供更宽的不发生SSR的串补度范围，加之其本身相当于常规线路27%补偿度的线路电感参数特性，使其在某些输送能力要求下采用合适的补偿方案可以避免SSR，同时也为采用大比例固定串补与小比例可控串补结合的方案抑制SSR的发生提供了较好的经济前景。     

TCSC的次频阻抗特性

在假设可控串联补偿（TCSC）两端电压中工频分量和次频分量能够解耦的条件下，推导出了当在TCSC的基波电压上叠加一个微小的次同步频率分量电压的情况下，TCSC等效次频阻抗表达式。在此基础上，分析了TCSC抑制次同步谐振的机理。分析表明，TCSC对次同步频率分量呈现正电阻特性，其抑制SSR的机理在于电阻效应和电感效应等的综合作用。仿真结果证实了次频模型分析结果的正确性。     

含TCSC的电力系统次同步谐振的复转矩系数分析法

经推理证明，对于采用固定串联电容补偿的电力系统，如果对发电机转子角度施加一微小正弦扰动，则按系统线性化方程求得的电磁转矩稳态增量的正弦和余弦分量的幅值分别与电气弹性系数和电气阻尼系数成正比，从而提出了一种计算复转矩系数的微小扰动稳态响应算法。然后将这种算法推广到采用晶闸管控制的串联电容补偿电力系统的次同步谐振分析中，给出了具体的计算公式和步骤。采用IEEE典型系统进行计算，所得结果与采用EMTP时域仿真的结果相吻合。     

一种串联混合有源电力滤波器的新型控制方法

采用传统检测电网谐波电流的控制方式时，串联混合有源电力滤波器的谐波补偿性能与系统稳定性之间存在矛盾。文中在传统控制方式基础上增加了一个比例微分环节，能同时提高系统稳定性和谐波补偿性能，并更好地阻尼电网阻抗和并联无源滤波器之间可能产生的谐振。仿真和实验结果证明了所提出的方法的正确性。     

针对水轮机调节系统非最小相位的混合控制策略

串补输电系统中次同步谐振的模态阻尼分析主要采用复转矩系数法和特征根分析方法，但都需要复杂建模，且只能从大量计算结果中得到次同步谐振发生的规律，不能给出直观的机理解释。文中在系统等效为单机无穷大系统的情况下，推导出多模式次同步谐振各扭振模式阻尼的显式表达式。经验证，可以较精确地近似特征根分析的结果。该表达式在理论上有助于进一步理解次同步谐振的机理和系统参数对次同步谐振的影响，在工程应用上可用于快速、方便地分析各种运行条件下次同步谐振的风险及其严重程度。     

基于基波磁通补偿的三相有源电力滤波器

电力系统中的谐波源大多为三相结构。根据基波磁通补偿的滤波新原理研制了一套三相有源电力滤波装置，该装置采用3个独立的串联变压器和3套独立的逆变器，以便应用于实际中可能出现不对称的三相负载。通过MATLAB仿真确定了串联变压器和无源滤波器参数，根据自动控制原理和滞环电流控制的特点推导了控制器参数的选择原则，研究了有源电力滤波器投入和切除时的过渡过程。现场运行结果证明了该装置极好的滤波特性及平稳的过渡过程。     

一种用于高压混合有源电力滤波器的复合控制方法

针对一种适用于高压交流系统的混合有源电力滤波器结构，提出了新的复合控制方法，较好地满足了谐波补偿控制系统稳定性和补偿精度的要求。该方法能精确补偿事先指定的若干次负载谐波电流，同时能削弱泄漏到系统中其余次数的谐波电流，并可以阻尼滤波器支路和系统阻抗间可能的谐振。该方法滤波效果好，实现简单，适用于高压交流系统的谐波补偿。仿真和实验结果证明了复合控制方法的有效性。     

TCSC对抑制次同步谐振的机理分析

对具有可控串联电容补偿的电力系统，提出了一种直接计算可控串补对次同步频率 分量所反映出的等值阻抗的算法。基于该计算原理，对可控串补具有正等值电阻这一特性给 出了详细的机理解释。     

附加励磁阻尼控制抑制次同步谐振研究

基于阻尼特性分析对抑制次同步振荡的附加励磁系统阻尼控制器（SEDC）进行了详细研究。首先基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统及IEEE ST1A型励磁系统设计相应的SEDC。采用测试信号法，通过计算发电机组的次同步电气阻尼特性，分析所设计的SEDC对发电机组次同步振荡的抑制效果。结果表明，SEDC在不采用带通滤波器的方式下，将转速偏差经适当移相及放大，通过对励磁电压的调节，可以提供足够的阻尼转矩抑制次同步谐振;采用带通滤波器可大大提高通带频率对应的电气阻尼，同时对多个模态采用带通滤波，可以同时提高各个扭振频率处的电气阻尼，有利于次同步谐振的抑制。     

采用遗传-模拟退火算法优化设计SVC次同步阻尼控制器

针对锦界电厂串补输电工程的多模态次同步谐振（SSR）问题,在基波电纳次同步调制机理基础上,优化设计静止无功补偿器（SVC）次同步阻尼控制器（SSDC）。首先建立适应SSR分析与控制设计、包含SVC的多机系统线性化模型,其次提出了基于独立模态控制思路的控制器结构,然后将控制参数设计问题规范为一个约束型非线性规划问题,进而采用遗传-模拟退火（GASA）算法求解得到控制参数,最后采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性。结果表明:SVC-SSDC能大幅提高机组扭振的模态阻尼,有效抑制SSR,从而保证了机组和电网的安全稳定运行。     

静止无功补偿器的调节对电力系统静态稳定的影响

本文研究了静止无功补偿器的调节对单机无限大系统的静稳定的影响。建立了系统的数学模型，根据小振荡稳定性理论分析了失去静稳定的两种形式。用系统和补偿装置的参数构成稳定域的表达式，分析了各种控制变量对系统静稳定的影响，证明了多变量反馈控制的优点以及减小速度信号通道时延的重要性。通过对同步功率和和阻尼功率的分析，对文中所得的结论作了进一步的物理解释，为了工程上便于实现，提出了利用补偿器当地能获得的参变量进行调节控制的方案。证明了补偿器抑制的能力比同步补偿机有效的多。为有效地利用补偿器的调节作用，应尽量将其设置在靠近系统阻抗中心处。文中所得的结论被特征根技术和非线性模型上的数字仿真所验证。     

附加励磁阻尼控制抑制多模态SSR的机理及其关键技术

一些新建的大型煤电基地由于采用较高固定串补度的厂对网远距离大容量输电模式，所引发的多模态次同步谐振（SSR）正成为威胁机组安全和电网稳定的现实难题。以上都电厂串补输电工程（二期）为例，阐述多模态SSR的发生机理，分析采用附加励磁阻尼控制（SEDC）抑制多模态SSR的基本原理及其相对于其他措施的特点和优势，并重点探讨SEDC研发中面临的关键技术问题及其解决思路，为中国自主研发和应用SEDC设备解决SSR问题奠定基础。     

采用SVC抑制次同步谐振的机理分析

针对采用静止无功补偿器（SVC）抑制次同步谐振（SSR）的核心问题，即如何提供与扭振模态频率互补的电流分量问题，提出了SVC基波电纳次同步调制的控制机理和数学模型。分析表明:对SVC基波电纳参考值进行次同步频率调制，可控制其输出大小和相位适当的模态互补频率电流，进而在机组中产生对应模态的阻尼扭矩，达到抑制SSR的目的。这一控制机理同时会导致SVC输出超同步和复杂分数次谐波分量。基于详细电力电子电路的非线性电磁仿真和实际SVC设备试验均验证了控制机理和数学模型的有效性和正确性，进一步将所提出的控制机理应用于锦界电厂串补输电系统的SSR问题，数值仿真结果证实了其有效性。     

基于模糊免疫方法的次同步阻尼控制器设计

高压直流输电系统在一定条件下可能引发系统的次同步振荡。基于复数力矩系数原理与模糊免疫的方法设计了次同步阻尼控制器。该控制器检测到系统的次同步振荡信号后，能根据振荡情况对控制器参数进行自适应调整，整个控制器结构简单、稳定性强且易于工程实现。以2008年南方电网贵广Ⅱ直流系统为例，电磁暂态时域仿真结果表明了该方法应用于次同步阻尼控制器设计的有效性。     

可控串联补偿在提高电力系统稳定性中的作用研究

以输出反馈控制方法对可控硅控制的串联补偿(TCSC)进行了控制规律的研究，并以单 机无穷大系统为例，采用特征值分析和时域仿真方法研究了所提控制方案在提高电力系统动 态、静态和暂态稳定性中的作用。计算结果表明，在控制规律适当的前提下，可控串补提高 系统稳定性的作用十分显著。     

广域残流增量选线方法在辐射状谐振接地系统中的应用

提出了一种针对辐射状谐振接地系统确定单相接地故障线路及故障区域的新方法。该方法通过控制与消弧线圈并联或串联的电抗器，在故障发生后改变消弧线圈的补偿度，利用调节前后的各条线路零序电流变化量的广域信息确定故障线路及故障区域。该方法不仅能够确定一级变电站的故障线路，而且能够在一级变电站与二级变电站(或开闭站)之间的辐射状线路上确定故障区域。现场试验对文中方法进行了验证，表明该方法能够满足实用要求。